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石材中矿物简介石材中的矿物主要有20余种，为了使你更好地了解这些矿物，现将这些矿物的主要组成、化学成份、微观晶体形状、色泽、莫氏硬度及体积密度解绍如下：1、矿物名称：石英化学成份：SiO2晶形：色泽：莫氏硬度：体积密度：石材中常见矿物一览表矿物名称化学成分晶形颜色莫氏硬度体积密度石英SiO2常呈他形粒状无色透明，常含各种杂质，呈各种颜色72.65斜长石复杂的硅酸盐，其化学成分随着酸度的提高，Ca、Na含量有规律地变化，从Ca[Al2Si2O8]到Na[AlSi3O8]板状、柱状白或灰白6～6.52.16～2.78钾长石（正长石、透长石、微斜长石）K[AlSi3O8]常呈短柱、厚板状肉红色、浅黄红、浅黄白色或白色62.5方解石CaCO3柱状、板状、各种菱面体，集合体为粒状无色或白色，含杂质时，有灰、黄、浅红含Ca、Mn）绿（含Fe）蓝（含Cu）等色32.7白云石CaMg[CO3]2菱面体、柱状、粒状、集合体呈粒状块状无色或白色，含铁者为黄褐色或褐色，含锰时略带淡红色3.5～42.8黑云母K（Mg，Fe）2[AlSi3O10]（OH，F）2常为片状鳞片状黑色、棕色、褐色，有时呈绿2～33.02～3.12色，玻璃光泽橄榄石（Mg，Fe）2（SiO4）粒状集合体黄绿色或橄榄绿色6～73.22～4.39白云母复杂的硅酸盐常呈片状无色透明，因含杂质常呈浅黄或浅绿2.5～32.77～2.88菱镁矿Mg[CO3]通常是柱状集合体，菱面体的少见白色，含铁者是黄色或褐色3.5～4.52.98～3.48菱铁矿Fe[CO3]菱面体，集合体为粒状、结核状灰黄至浅褐色3.5～4.53.96普通辉石Ca（Mg，Fe，Al）2[（Si，Al）2]O6短柱状绿、黑、蓝、黑色，少数呈暗绿色或褐色5.6～63.2～3.6普通角闪石复杂的硅酸盐长柱状绿色～黑色5.5～63.1～3.3绿帘石Ca2[FeAl]3[SiO4][Si2O7]O（OH）常呈柱状，集合体呈放射状、粒状呈各种不同色调的绿色，含铁多色加深。6～6.53.05～3.38绿泥石复杂的硅酸盐鳞片状浅绿色、含铁多加深2～2.52.6～2.8蛇纹石Mg6[Si4O10]（OH）8致密块状或片状、纤维状一般为绿色、草绿色2.5～3.52.5～2.7磁铁矿FeFe2O4粒状铁黑色5.5～6.55.175黄铁矿FeS2常呈立方体，集合体呈致密块状浅铜黄色6～6.54.9～5.2褐铁矿Fe2O3.nH2O蜂窝状、土状、钟乳状、葡萄状，有时呈黄铁矿的假象黄褐、暗褐至褐黑色1～43.3～4石材是由何种矿物组成的众所周知，石材是取自矿山的岩石经人工加工而成。岩石是由各种矿物组成。所谓矿物，就是地壳中的各种化学元素经过各种地质作用所形成相对稳定的自然产物。石材中的矿物如下表所示。矿物名称化学分子式矿物名称化学分子式石英SiO2斜长石Ca.Na﹝AlxSiyO2﹞钾长石K﹝AlSi3O8﹞方解石CaCO3白云石CaMg(CO3)2黑云母K(Mg,Fe)2﹝AlSiO3O10﹞(OH2,F)2褐铁矿Fe2O3.12H2O黄铁矿FeS2普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)2﹝(Si,Al)2﹞O6绿帘石Ca2﹝FeAl﹞3﹝SiO4﹞﹝Si2O3﹞O(OH)绿泥石复杂的硅酸盐蛇纹石Mg6﹝Si4O10﹞(OH)8磁铁矿FeFe2O4菱铁矿Fe(CO3)橄榄石(Mg,Fe)2(SiO4)变通角闪石复杂的硅酸盐白云母复杂的硅酸盐菱镁矿Mg﹝CO3﹞普通角闪石复杂的硅酸盐建材放射性基本知识一、放射性核及其衰变1.原子及原子核结构简述2.放射性核的衰变方式3.几个基本概念4.α、β、γ射线的性质及与物质的相互作用二、天然放射性系列1.前言2.铀3.钍系4.锕系5.不成系列的天然放射性核素6.铀、镭、钍、钾、氡的性质三、建材放射性控制标准1.前言2.建材标准中常用术语及计量单位3.GB6763-86《建筑材料用工业废渣放射性物质限制标准》4.GB9196-88《掺工业废渣建筑材料产品放射性物质控制标准》5.JC518-93《天然石材产品放射防护分类控制标准》6.小结7.需进行放射性检测的建材产品及建材用工业废渣四、放射性的检测技术及方法1.放射性核素的比活度测量2.γ辐射剂量率测量3.氡及其子体的测量五、石材与石材放射性1.石材2.石材放射性原子及原子核结构简述按照玻尔模型：原子的中心有一个原子核，外面有电子围绕着原子核高速运动。电子带负电，原子核带正电，整个原子的正负电荷量正好相等，所以原子是中性的。原子的体积很小，它的直径大约是10-8厘米数量级。原子核则更小，它的直径大约是10-13厘米数量级。原子核外围绕核运动的电子分K、L、M等壳层，其中每一壳层又有一定数目的电子轨道。例如靠近核的为K层，有二个轨道，每个轨道上有一个绕行电子；L层有两个支壳层，第一支壳层有二个轨道，第二支壳层有六个轨道，L层共有八个绕行电子。一般可以用2n2来表示每层绕行电子数，其中n称主量子数（K层n=1，L层n=2，M层n=3，……）。每层轨道电子都有一定能量，K层电子能量最小，离核愈远的轨道电子能量愈大。原子核由中子和质子组成，它们统称核子。原子核中的质子带正电荷，其中一个质子带一正电荷，原子核带几个质子就带几个正电荷，原子核的质子数与核外电子数相同，质子数同时也称该原子的原子序数。中子是不带电的中性粒子。原子核内质子数和中子数之和叫核子数，又称为原子的质量数。如：某原子核表示为，其中：X--元素名称；A--元素的质量数；Z--元素的原子序数。例如：--铀原子的原子序数为92，质量数为238。其中质子数为92，核外电子为92，原子核中的中子数为146。自然界中，原子核可分为两大类：一类原子核能够稳定地存在，不会自发地发生衰变，称为稳定的原子核；另一类原子核则不能稳定地存在，它会自发地转变为别的原子核，称为放射性原子核。核子在核内不是静止不动的，而是处于一定的运动状态。运动状态不同，相应的能量状态也不同。原子核的能量状态不是连续的，而是分成一系列的等级，这些等级称为核能级。原子核的核能级可以形象地按下图表示：—————————————————激发态—————————————————第二激发能级态—————————————————第一激发能级态基态—————————————————原子核能级示意图一个原子核的最低能量状态叫基态，比基态高的能量状态称激发态，激发态还可分为第一激发能级等等。如果原子核的运动状态处于激发态的某个能级上，这种状态是不稳定的，会自发跃迁到基态，并以放出射线的方式释放出多余的能量。凡是原子序数相同，质量数不同的原子核称为同位素。同位素在化学性质上有共同点，但是，由于原子核中质量数的不同，核的物理性质是不同的。有的是稳定的核，有的是放射性核，即使同样的放射性核，它们也有各自的衰变方式及不同的衰变常数。可见每一种核都有它独自的特性，因此对每一种核统称为核素。例如：表示质量数是137，原子序数为55的核素铯--137；表示质量数为238，原子序数为92的核素铀--238；表示质量数为235，原子序数为92的核素铀--235。放射性核的衰变的方式一个不稳定的原子核自发衰变为另一个原子核，同时放出射线，这种现象称为放射性衰变。放射性核衰变类型有多种，天然放射性元素核衰变的主要类型为α衰变，β—衰变及同核异能跃迁（γ衰变）。1．α衰变不稳定核自发地放出α粒子，而变成另一种核，称为α衰变。α粒子是氦素（），它由两个中子、两个质子组成，带两个正电荷，质量是4.0026原子质量单位。放射性核在α衰变后，它的质量数减少4，原子序数减少2。若以X代表衰变前母核，衰变后子核用Y表示，则α衰变可写成以下形式：实例：经过α衰变，生成表示式可写为：同一种核放出的α粒子能量是一定的。有的核放出单一能量的α射线，有的核素放出几种不同能量的α射线。当它不只放出一种能量的α射线时，往往伴随有γ射线放出。例如：衰变后变成。镭的α衰变及氡的能级图。从上图可见：镭放射出两种能量的α射线，一种是4.784兆电子伏的α1粒子(占95%)，形成的基态。放出的另一种α2粒子能量为4.601兆电子伏(占5%)，衰变后子核氡处于激发态。处于激发状态的氡原子核不稳定，自发地回到的基态，同时放出0.186兆电子伏的γ光子。这种由于处于激发态的原子核不稳定，自发地回到核的基态的现象称为γ跃迁。一般α衰变时，伴随放出的γ射线的能量不大，概率也较小。2．β—衰变不稳定的核自发地放出β粒子及中微子（ν），变成另一原子核，成为β—衰变。β—衰变相当于母核中的一个中子转化为质子，使中子、质子数目之比发生了新变化，达到了新的平衡。β粒子实际上就是电子，它的静止质量等于电子质量，带有一个负电荷。β—衰变的母核与子核的质量数相同，子核的原子序数增加一，即：如：β—衰变时放出的能量被衰变后的子核、β粒子和中微子共同带走。这三种粒子的发射方向的角度是任意的，所以带走的能量不固定。由于子核质量远远大于β粒子和中微子，相比之下，它带走的动能可以忽略不计，因而β—衰变释放能量在β粒子和中微子之间分配。实验测得β粒子的能量是从零至最大值的连续能谱。与α衰变时伴随放出的γ射线相比较，β—衰变放出的γ射线强度要大得多。天然放射性元素放出的主要γ射线几乎都是伴随β—衰变产生的。3．同核异能跃迁(γ衰变)有许多放射性核，在发生α衰变以后，生成的子核不是处于基态而是处于激发态，由激发态过渡到基态的半衰期大于0.1秒，我们把这种衰变类型称之为同核异能跃迁或称作γ衰变。从上述定义可以看出：同核异能跃迁（γ衰变）前后，母核与子核的原子序数、质量数都没有改变，只是核的能量不同，再者是母核与子核的半衰期不同。其中：β1——1.176兆电子伏（6.5%）β2——0.514兆电子伏（93.5%）γ——0.662兆电子伏在此需要注意的是：激发态的原子核回到基态时，除发生同核异能跃迁外，还可以发射内转换电子，不放出γ射线。原子核从高能级跃迁到低能级时，多余能量使K层或L层、M层电子脱离轨道，成为单一能量的内转电子。在发生内转换时，原子失去一个内层电子，这种状态也是不稳定的，外层电子就会自动充填内层电子空位。由于外层电子能量高，内层电子能量低，外层电子充填内层电子空位时，多余能量以特征X射线放出。此时放出的射线叫X射线。几个基本概念1．原子按照玻尔模型：原子是由原子核与原子核外分若干层高速运转的电子所组成。2．原子核原子核由质子和中子组成。质子带正电荷，中子不带电。原子核所带能量不同，又可分为基态与激发态原子核。3．同位素凡是原子序数相同，质量数不同的原子核称为同位素。4．放射性衰变一个不稳定的原子核自发衰变为另一个原子核，同时放出射线，我们把这种现象称之为放射性衰变。5．α射线α射线是氦——4核（又称α粒子）流组成。6．β射线β射线是由高速电子流组成，β粒子是电子。7．γ射线γ射线是波长很短的电磁辐射（高能量的光子）组成。它常常伴随α粒子或β粒子而产生。8．放射性与放射性同位素原子核自发地放射出射线的性质称之为放射性；具有放射性的同位素称之为放射性同位素。9．半衰期放射性元素衰变到原来数量一半时所需的时间，我们将这个时间称为该放射性元素的半衰期。任一放射性元素的半衰期都是一定值，因此可利用放射性元素的半衰期确定文物的年代。常用放射性元素的半衰期同位素半衰期衰变类型4.51×109年α7.13×108年α1.40×1010年α1602年α3.82天α1.28×109年β5730年β（人工）30.23年βα、β、γ射线的性质及与物质的相互作用1.α射线放射性核素发生衰变时放出α粒子，产生α射线。α粒子是一个高速运动的氦原子核。对于天然放射系列的核素放出α粒子的能量一般在4～8兆电子伏范围，初速度大约1—2×108厘米/秒。α粒子带两个单位正电荷，质量数为4，与电子相比它的质量是较重的，所以称它为重带电粒子。α粒子进入物质主要与核外电子发生作用，使原子产生电离和激发。α粒子与核外电子作用，使电子获得一部分能量，脱离了原来轨道而成为自由电子，使一个